机器人路径控制

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机器人路径控制

一、实验目的:

1、认识机器人

“机器人是一种自动化的机器,这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力等,是一种具有高度灵活性的自动化机器”。

2、了解机器人的分类

机器人的种类之多,应用之广,影响之深,是我们始料未及的。从机器人的用途来分,可以分为两大类:军用机器人,民用机器人。

3、目前研究热点及发展趋势

目前国际机器人界都在加大科研力度,进行机器人共性技术的研究,并朝着智能化和多样化方向发展。主要研究内容集中在以下10个方面:

(1)工业机器人操作机结构的优化设计技术:探索新的高强度轻质材料,进一步提高负载/自重比,同时机构向着模块化、可重构方向发展。

(2)机器人控制技术:重点研究开放式,模块化控制系统,人机界面更加友好,语言、图形编程界面正在研制之中。机器人控制器的标准化和网络化,以及基于PC机网络式控制器已成为研究热点。编程技术除进一步提高在线编程的可操作性之外,离线编程的实用化将成为研究重点。

(3)多传感系统:为进一步提高机器人的智能和适应性,多种传感器的使用是其问题解决的关键。其研究热点在于有效可行的多传感器融合算法,特别是在非线性及非平稳、非正态分布的情形下的多传感器融合算法。另一问题就是传感系统的实用化。

(4)机器人的结构灵巧,控制系统愈来愈小,二者正朝着一体化方向发展。

(5)机器人遥控及监控技术,机器人半自主和自主技术,多机器人和操作者之间的协调控制,通过网络建立大范围内的机器人遥控系统,在有时延的情况下,建立预先显示进行遥控等。

(6)虚拟机器人技术:基于多传感器、多媒体和虚拟现实以及临场感技术,实现机器人的虚拟遥操作和人机交互。

(7)多智能体(multi-agent)调控制技术:这是目前机器人研究的一个崭新领域。主要对多智能体的群体体系结构、相互间的通信与磋商机理,感知与学习方法,建模和规划、群体行为控制等方面进行研究。

(8)微型和微小机器人技术(micro/miniature robotics):这是机器人研究的一个新的领域和重点发展方向。过去的研究在该领域几乎是空白,因此该领域研究的进展将会引起机器人技术的一场革命,并且对社会进步和人类活动的各个方面产生不可估量的影响,微小型机器人技术的研究主要集中在系统结构、运动方式、控制方法、传感技术、通信技术以及行走技术等方面。

(9)软机器人技术(soft robotics):主要用于医疗、护理、休闲和娱乐场合。传统机器人设计未考虑与人紧密共处,因此其结构材料多为金属或硬性材料,软机器人技术要求其结构、控制方式和所用传感系统在机器人意外地与环境或人碰撞时是安全的,机器人对人是友好的。

(10)仿人和仿生技术:这是机器人技术发展的最高境界,目前仅在某些方面进行一些基础研究。

二、实验要求:

1、知识目标:

对能力风暴智能机器人(AS-UII)的硬件结构和原理,以及机器人的编程环境有初步的了解,理解机器人走直线的几个命令。参考《能力风暴AS-UII使用手册》第一章和第二章。

2、技能目标:

会操作图形化编程的有关模块。能初步对简单的任务进行数学建模和画流程图。参考《能力风暴AS-UII使用手册》49页,第四章能力风暴编程。

三、实验内容:

①机器人走直线

②机器人走四边形

③机器人行走园

④机器人行走“8”字型

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